EP1306292A2 - Trägerbauteil, insbesondere einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Trägerbauteil, insbesondere einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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EP1306292A2 EP02019512A EP02019512A EP1306292A2 EP 1306292 A2 EP1306292 A2 EP 1306292A2 EP 02019512 A EP02019512 A EP 02019512A EP 02019512 A EP02019512 A EP 02019512A EP 1306292 A2 EP1306292 A2 EP 1306292A2
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    • B29L2031/3055—Cars

Definitions

  • the invention is based on a carrier component, in particular one Support structure of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • a carrier component forming the genus is from the EP 0 370 342 A2 known. It has a bowl-shaped body, on the Reinforcing ribs made of plastic are molded onto the inside wall.
  • the wall of the Base body has several recesses realized as openings, which in the Injection molding of the reinforcing ribs can be filled with the plastic, which is also attached the outer wall of the base body is shaped as a cross-sectional extension, whereby only the reinforcing ribs are attached to the base body.
  • the known Base body comprises a metal sheet.
  • the object of the invention is to provide a carrier component of the type mentioned in the introduction, the lower weight especially those that occur in vehicles withstands mechanical loads.
  • the main advantages achieved with the invention are the fact that the multilayer structure of the base body, for example as a sandwich sheet or > Laminate, a weight saving compared to pure metal bodies is given.
  • the carrier component according to the invention has a comparison to plastic base bodies increased strength with less material thickness. It has proven to be particularly cheap it was found that when the reinforcing ribs were molded on, the one used for this Plastic with the plastic layer of the multilayer base body a connection can come in. Will only the metal layer forming the inner wall of the base body provided with a recess passing through it remains on the other Metal layer formed the outer wall of the base body, the continuous surface obtained, thereby allowing liquid, for example water, to penetrate between the Metal layers is avoided. That is why this is particularly noteworthy Support component according to the invention by a high resistance to corrosion from and is therefore particularly suitable for motor vehicle construction.
  • the recess continuously that is to form as an opening, which thus completely covers the wall of the base body interspersed.
  • the molded plastic can therefore with a on the outer wall lying cross-sectional extension (claim 3) are provided, so a special to achieve good anchoring of the reinforcing ribs on the base body.
  • the molded plastic is also used in this embodiment can enter into a connection with the plastic layer of the base body.
  • the plastic for the reinforcing ribs with the appropriate temperature molded on which is chosen, for example, so that softening or melting the plastic layer of the base body, the connection between the Reinforcing ribs and the plastic layer in a particularly simple way achieved. It has therefore proven to be particularly advantageous if - after a Development of the invention according to claim 4 - both the reinforcing ribs and the plastic layer consist of the same plastic. Alternatively, you could also various plastics, in particular with a related chemical structure, can be used, which preferably have a similar melting temperature.
  • This support structure 1 shows sections of a support structure 1, in particular for a motor vehicle, which is not shown here.
  • This support structure 1 can be a support frame for the vehicle body, a door, a windshield frame, an engine mount, be assigned to a carrier for attachments or the like of the motor vehicle.
  • the support structure 1 comprises at least one support component 2, which one has shell-shaped base body 3, the cross section - as shown - in Essentially U-shaped or trapezoidal, following an arc or circular line, can be triangular or the like.
  • the base body 3 is multi-layered, for example executed as a sandwich sheet and therefore comprises several, the wall W des Base body 3-forming layers, of which at least two layers 4 and 5 Metal sheets, for example made of aluminum, are layers 4 and 5 between them take up a plastic layer 6.
  • the inner metal layer 4 forms the inner wall 7 and the outer metal layer 5, the outer wall 8 of the base body 3.
  • reinforcing ribs 10 molded from plastic, which - as shown - zigzag or parallel to each other can run or possibly intersect.
  • the reinforcing ribs 10 extend obliquely from one upright inner surface 11 to the other upright inner surface 12 of the inner wall 7 and also rest on the inner bottom 13 of the inner wall 7.
  • the inner wall 7 is at least in the forming metal layer 4 introduced at least one recess 14, the layer 4 fully enforced.
  • the cross section of the recess 14 can be circular, oval, be angular or the like.
  • the Recess through the wall W, ie through all layers 4, 5 and 6 go and thus present as a breakthrough 16 in which when attaching the Reinforcing ribs 10 of the plastic pin connecting to the plastic layer 6 15 is formed.
  • the thickness St1 of the metal layers 4, 5 depends on the desired strength of the support member 2 selected and can be used, for example, in applications Motor vehicle range 0.2 mm to 0.6 mm.
  • the thickness St2 of the plastic layer 6 can be selected so that the sandwich sheet is deep-drawn for the base body 3 is possible. Possibly. could also be a plastic layer 6 with a different thickness St2 are used, for example when other sheet metal forming techniques be applied.

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Abstract

Dieses Trägerbauteil besitzt einen schalenförmigen, Metall umfassenden Grundkörper, in dessen Innenraum Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff angeordnet sind, wobei der Grundkörper an seiner Innenwand wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die mit dem Kunststoff für die Verstärkungsrippen gefüllt ist. Um das Trägerbauteil (2) bei geringem Gewicht mit genügend hoher Festigkeit auszustatten, ist der Grundkörper (3) aus mehreren Schichten (4, 5, 6) hergestellt, von denen zumindest zwei Metallschichten (4, 5) sind, die zwischen sich eine Kunststoffschicht (6) aufnehmen, wobei die Ausnehmung (14) wenigstens die die Innenwand (7) bildende Metallschicht (4) durchsetzt. <IMAGE>

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Trägerbauteil, insbesondere einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein die Gattung bildendes, auch als Strukturbauteil bezeichnetes Trägerbauteil ist aus der EP 0 370 342 A2 bekannt. Es besitzt einen schalenförmigen Grundkörper, an dessen Innenwand Verstärkungsrippen aus Kunststoff angespritzt sind. Die Wandung des Grundkörpers weist mehrere als Durchbrüche realisierte Ausnehmungen auf, die beim Anspritzen der Verstärkungsrippen mit dem Kunststoff gefüllt werden, der außerdem an der Außenwand des Grundkörpers als Querschnittserweiterung ausgeformt wird, wodurch erst die Verstärkungsrippen an dem Grundkörper befestigt sind. Der bekannte Grundkörper umfasst ein Metallblech.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Trägerbauteil der eingangs genannten Art anzugeben, das bei geringerem Gewicht insbesondere den bei Fahrzeugen auftretenden mechanischen Beanspruchungen standhält.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Trägerbauteil mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass durch den mehrschichtigen Aufbau des Grundkörper, beispielsweise als Sandwichblech bzw. > Laminat, eine Gewichtsersparnis gegenüber reinen Metallgrundkörpern gegeben ist. Im Vergleich zu Kunststoffgrundkörpern weist das erfindungsgemäße Trägerbauteil eine erhöhte Festigkeit bei geringerer Materialstärke auf. Als besonders günstig hat es sich herausgestellt, dass beim Anspritzen der Verstärkungsrippen der dafür verwendete Kunststoff mit der Kunststoffschicht des mehrschichtigen Grundkörpers eine Verbindung eingehen kann. Wird lediglich die die Innenwand des Grundkörpers bildende Metallschicht mit einer diese durchsetzenden Ausnehmung versehen, bleibt an der von der anderen Metallschicht gebildeten Außenwand des Grundkörpers die durchgehende Oberfläche erhalten, wodurch ein Eindringen einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, zwischen die Metallschichen vermieden wird. Insbesondere zeichnet sich deshalb das erfindungsgemäße Trägerbauteil durch eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion aus und ist daher besonders für den Kraftfahrzeugbau geeignet.
Selbstverständlich ist es gemäß Anspruch 2 möglich, die Ausnehmung durchgehend, also als Durchbruch auszubilden, welcher somit die Wandung des Grundkörpers vollständig durchsetzt. Der angespritzte Kunststoff kann daher mit einer an der Außenwand liegenden Querschnittserweiterung (Anspruch 3) versehen werden, um so eine besonders gute Verankerung der Verstärkungsrippen an dem Grundkörper zu erreichen. Selbstverständlich wird auch bei dieser Ausführungsvariante der angespritzte Kunststoff eine Verbindung mit der Kunststoffschicht des Grundkörpers eingehen können.
Wird der Kunststoff für die Verstärkungsrippen mit entsprechender Temperatur angespritzt, die beispielsweise so gewählt ist, dass ein Aufweichen bzw. Anschmelzen der Kunststoffschicht des Grundkörpers erfolgt, wird die Verbindung zwischen den Verstärkungsrippen und der Kunststoffschicht auf besonders einfache Art und Weise erzielt. Als besonders vorteilhaft hat es sich daher erwiesen, wenn - nach einer Weiterbildung der Erfindung entsprechend Anspruch 4 - sowohl die Verstärkungsrippen als auch die Kunststoffschicht aus demselben Kunststoff bestehen. Alternativ könnten auch verschiedene Kunststoffe, insbesondere mit artverwandter chemischer Struktur, verwendet werden, die vorzugsweise eine ähnliche Schmelztemperatur besitzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht eines Trägerbauteils einer Tragstruktur und
Fig. 2
entlang der Linie II - II einen Schnitt durch das Trägerbauteil gemäß Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt ausschnittweise eine Tragstruktur 1, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches hier nicht weiter dargestellt ist. Diese Tragstruktur 1 kann einem Tragrahmen für den Fahrzeugaufbau, einer Tür, einem Windschutzscheibenrahmen, einem Motorträger, einem Träger für Anbauteile oder dgl. des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein.
Die Tragstruktur 1 umfasst zumindest ein Trägerbauteil 2, welches einen schalenförmigen Grundkörper 3 aufweist, dessen Querschnitt - wie dargestellt - im Wesentlichen U - förmig oder trapezförmig, einer Bogen- oder Kreislinie folgend, dreieckförmig oder dgl. sein kann. Der Grundkörper 3 ist mehrschichtig beispielsweise als Sandwichblech ausgeführt und umfasst mithin mehrere, die Wandung W des Grundkörpers 3 bildende Schichten, von denen zumindest zwei Schichten 4 und 5 Metallbleche, zum Beispiel aus Aluminium, sind, welche Schichten 4 und 5 zwischen sich eine Kunststoffschicht 6 aufnehmen. Die innere Metallschicht 4 bildet die Innenwand 7 und die äußere Metallschicht 5 die Außenwand 8 des Grundkörpers 3. In dem von der Innenwand 7 begrenzten Innenraum 9 des Grundkörpers 3 sind Verstärkungsrippen 10 aus Kunststoff angespritzt, die - wie dargestellt - zickzackartig oder parallel zueinander verlaufen oder ggf. sich schneiden können. Selbstverständlich ist auch eine Kombination aus zickzackartigen und parallel zueinander verlaufenden Verstärkungsrippen möglich. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Verstärkungsrippen 10 schräg von einer aufrechten Innenfläche 11 zur anderen aufrechten Innenfläche 12 der Innenwand 7 und liegen außerdem am Innenboden 13 der Innenwand 7 an.
Für die Befestigung der Verstärkungsrippen 10 ist zumindest in die die Innenwand 7 bildende Metallschicht 4 wenigstens eine Ausnehmung 14 eingebracht, die diese Schicht 4 vollständig durchsetzt. Der Querschnitt der Ausnehmung 14 kann kreisförmig, oval, eckig oder dgl. sein. Beim Anspritzen des Kunststoffs für die Verstärkungsrippen 10 wird die Ausnehmung 14 mit diesem Kunststoff gefüllt, so dass innerhalb der Ausnehmung 14 ein Kunststoffstift 15 gebildet wird, der sich mit der Kunststoffschicht 6 des Grundkörpers verbindet, um so die Verstärkungsrippen 10 an dem Grundkörper 3 zu verankern. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltungsvariante ist, dass an die Außenwand 8 gelangende Flüssigkeit nicht zwischen die Metallschichten 4 und 5 eindringen kann, wodurch diese an ihrer der Kunststoffschicht 6 zugewandten Seite nicht der Gefahr einer Korrosion ausgesetzt sind.
Bei einem anderen in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Ausnehmung durch die Wandung W, also durch sämtliche Schichten 4, 5 und 6 hindurch gehen und somit als Durchbruch 16 vorliegen, in dem beim Anbringen der Verstärkungsrippen 10 der sich mit der Kunststoffschicht 6 verbindende Kunststoffstift 15 ausgebildet wird. Zusätzlich wäre es denkbar, beim Spritzen der Verstärkungsrippen 10 den aus dem Durchbruch 16 austretenden Kunststoff so zu formen, dass sich an der Außenwand 8 des Grundkörpers eine Querschnittserweiterung 17 am Ende des Kunststoffstiftes 15 bildet, wodurch die Verstärkungsrippen 10 besonders sicher an dem Grundkörper 3 halten sind.
Die Stärke St1 der Metallschichten 4, 5 wird in Abhängigkeit der gewünschten Festigkeit des Trägerbauteils 2 gewählt und kann beispielsweise für Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich 0,2 mm bis 0,6 mm betragen. Die Stärke St2 der Kunststoffschicht 6 kann so gewählt werden, dass ein Tiefziehen des Sandwichblechs für den Grundkörper 3 möglich ist. Ggf. könnte auch eine Kunststoffschicht 6 mit anderer Stärke St2 verwendet werden, beispielsweise wenn andere Umformtechniken des Sandwichblechs angewandt werden.

Claims (4)

  1. Trägerbauteil, insbesondere einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einem schalenförmigen, Metall umfassenden Grundkörper, in dessen Innenraum Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoff angeordnet sind, wobei der Grundkörper an seiner Innenwand wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die mit dem Kunststoff gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) aus mehreren Schichten (4, 5, 6) besteht, von denen zumindest zwei Metallschichten (4, 5) sind, die zwischen sich eine Kunststoffschicht (6) aufnehmen, und dass die Ausnehmung (14) wenigstens die die Innenwand (7) bildende Metallschicht (4) durchsetzt.
  2. Trägerbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) als Durchbruch (16) ausgebildet ist und somit die Wandung (W) des Grundkörpers (3) durchsetzt.
  3. Trägerbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der angespritzte Kunststoff für die Verstärkungsrippen (10) den Durchbruch (16) durchgreift und an der Außenwand (8) des Grundkörpers (3) eine Querschnittserweiterung (17) aufweist.
  4. Trägerbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsrippen (10) und die Kunststoffschicht (6) des Grundkörpers (3) aus demselben Kunststoff bestehen.
EP02019512A 2001-10-16 2002-08-31 Trägerbauteil, insbesondere einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs Expired - Lifetime EP1306292B1 (de)

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